BÀI 22. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Vỏ tàu biển bằng thép để lâu trong tự nhiên thường bị ăn mòn. Để bảo vệ vỏ tàu khỏi bị ăn mòn, người ta thường phủ sơn lên vỏ tàu; phần vỏ tàu chìm trong nước biển thường được gắn thêm các tấm kẽm. Vậy, ăn mòn kim loại? Để bảo vệ kim loại khỏi  sự ăn mòn có thể dùng những cách nào?

Giải rút gọn:

- Là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các chất trong môi trường, trong đó kim loại bị oxi hoá.

- Để bảo vệ ăn mòn dùng phương pháp điện hoá hoặc phương pháp phủ bề mặt.

I. ĂN MÒN KIM LOẠI

Hoạt động thí nghiệm: Thí nghiệm: Sự ăn mòn điện hóa sắt

Chuẩn bị:

Hóa chất: đinh sắt mới, nước.

Dụng cụ: ống nghiệm (hoặc cốc thủy tinh), giá ống nghiệm. 

Tiến hành:

- Cho đinh sắt vào ống nghiệm. Thêm tiếp khoảng 3 mL nước.

- Để ống nghiệm trong không khí khoảng 3 ngày.

Thực hiện yêu cầu sau:

Hãy nêu hiện tượng quan sát được ở ống nghiệm và giải thích.

Giải rút gọn:

- Hiện tượng: lớp ngoài của sắt biến thành gỉ sắt màu nâu, giòn và xốp.

- Giải thích: do trong nước có O₂ và ion H⁺, không khí cung cấp O₂. O₂ và H⁺ oxi hoá sắt, tạo gỉ sắt.

Câu hỏi 1: Một số hiện tượng ăn mòn thép trong đời sống:

a) Thép bị gỉ trong không khí khô.

b) Thép bị gỉ trong không khí ẩm.

c) Thép bị gỉ khi tiếp xúc với nước biển.

Hãy cho viết các hiện tượng ăn mòn thép trên thuộc thuộc loại ăn mòn hóa học hay ăn mòn điện hóa. Giải thích.

Giải rút gọn:

a) Ăn mòn hoá học vì thép bị oxi hoá trực tiếp bởi O₂ trong không khí.

b) Ăn mòn điện hoá vì trong không khí ẩm, trên bề mặt thép luôn có lớp nước mỏng đã hoà tan khí oxygen và carbon dioxide tạo thành dung dịch chất điện li, thép tiếp xúc với dung dịch đó, tạo nên vô số pin điện hoá rất nhỏ.

c) Ăn mòn điện hoá vì trong nước biển chứa nhiều NaCl, khi thép tiếp xúc với nước biển, các ion trong nước biển các ion hòa tan, tạo một dung dịch điện li và làm xuất hiện vô số pin điện hoá.

II. CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI

Hoạt động thí nghiệm: Bảo vệ sắt bằng phương pháp điện hóa

Chuẩn bị:

Hóa chất: hai đinh sắt mới, dây kẽm, nước máy hoặc nước tự nhiên.

Dụng cụ: hai ống nghiệm đánh số (1) và (2).

Tiến hành:

- Cho đinh sắt thứ nhất vào ống nghiệm (1).

- Quấn dây kẽm quanh đinh sắt thứ hai, sau đó cho vào ống nghiệm (2).

- Thêm nước máy vào mỗi ống nghiệm đến ngập đinh sắt.

- Để các ống nghiệm trong không khí khoảng 3 ngày.

Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

Đinh sắt có gắn kẽm bị ăn mòn nhanh hơn hay chậm hơn đinh sắt không gắn kẽm? Giải thích.

Giải rút gọn:

Đinh sắt có gắn kẽm bị ăn mòn chậm vì kẽm hoạt động mạnh hơn sắt nên kẽm bị ăn mòn trước.

Câu hỏi 2: Các thiết bị bằng phép (đường ống, bể chứa, giàn khoan dầu, tàu thủy,…) trong môi trường biển hoặc dưới lòng đất ẩm ướt thường được bảo vệ bằng phương pháp điện hóa. Kim loại được sử dụng để bảo vệ thép thường là kẽm (Hình 22.4). Hãy cho biết kim loại nào bị ăn mòn. Giải thích.

Giải rút gọn:

Kim loại bị ăn mòn là kẽm vì kẽm hoạt động mạnh hơn sắt nên kẽm sẽ bị ăn mòn trước.

Câu hỏi 3: Hãy tìm hiểu và cho biết cách bảo vệ các đồ vật làm từ gang, thép bằng phương pháp phủ bề mặt.

Giải rút gọn:

Ví dụ như: sơn dầu, mỡ; mạ kẽm; phủ lớp kim loại khác (đồng, nhôm,…) lên bề mặt gang, thép,…